(57)【要約】【課題】平坦でない形状を有する外装樹脂で覆われた半導体装置において、放熱性が低下するのを防止し、かつシールド特性も良好な樹脂封止型半導体装置を提供する。【解決手段】本実施の形態における樹脂封止型半導体装置１は、エポキシ樹脂９で覆われた半導体ベアチップ６、チップコンデンサやチップ抵抗などの表面実装部品８がガラスエポキシ基板１０上の所定の配線パターン上に実装されていて、リード端子１３およびこれらの部品を含む基板上に絶縁保護用の外装樹脂１２が設けられている。外装樹脂１２の周りには開口部を有するアルミ板２が囲むように設けられ、その内壁部には高弾性かつ高熱伝導性を有する樹脂４が被着されている。外装樹脂１２で封止された基板１０を開口部から挿入するとアルミ板２と外装樹脂１２との間を樹脂４が埋めるようになっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子および受動部品等が基板上に実装され、前記半導体素子および受動部品等を含む前記基板を樹脂で覆った樹脂封止型半導体装置であって、
前記樹脂で覆われた前記基板のうち前記基板から延びるリード端子の近傍を除く部分が、開口部を有する金属板によってさらに覆われており、
前記金属板の内壁部は高弾性かつ高熱伝導性を有する樹脂で覆われていることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
【請求項２】
前記金属板において、前記開口部は外側に折り曲げられており、前記折り曲げ部分は、前記樹脂封止型半導体装置をボードに実装するときの支持部であることを特徴とする請求項１記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項３】
前記折り曲げ部分の底部とボードのグランドとをはんだ材で接着して接地することを特徴とする請求項２記載の樹脂封止型半導体装置。
【請求項４】
前記金属板の外壁に黒色に染色された金属めっきが施されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の樹脂封止型半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ベアチップもしくは半導体パッケージ品と表面実装部品とを同一基板上に実装してなる樹脂封止型半導体装置に関し、高出力特性を得ることが安価でかつ容易に実現できかつスイッチングによる自己発振もしくは外来雑音からシールドできる半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ベアチップもしくはパッケージに納められた半導体チップと表面実装部品とを同一基板上に実装してなる樹脂封止型半導体装置において、半導体チップの動作時の発熱によって、半導体チップ自体の特性変動だけでなく、その近傍の部品にも悪影響を与える恐れがある。よって、上記の樹脂封止型半導体装置においてはいかに放熱性をよくするかが重要となっている。
【０００３】
従来、熱対策として、その中で熱伝導性の高い基板を使用し半導体チップの熱による影響を軽減している。特に基板材質が金属である場合には放熱性は非常に高いが、上記基板には多数の部品を実装し、かつ各部品間を配線パターンで接続する必要があるため、このような配線パターンを容易に形成できる樹脂基板やセラミック基板などを用いることが多い。
【０００４】
しかし、これら材料では、金属と比べて放熱性は悪いため、基板表面から裏面側にスルーホールなどを設けて基板裏面側に配置された金属放熱板と熱的に接触させ、放熱性の向上を図る方法もあるが、それにも限界がある。
【０００５】
そこでさらに放熱性を良くするためには、樹脂封止型半導体装置を保護するための外装樹脂に金属板やヒートシンク等を密着させて設ける方法がある。
【０００６】
しかし、上記したように樹脂封止型半導体装置には電子部品を多数実装しているので、外装樹脂を形成するために成型プレス等の機械的ダメージを与える方法は使用できない。よって、粉体塗装やディッピング工法にて樹脂成型が行われるが、このような方法では、樹脂の外形に凹凸が発生しやすい。また、部品を実装した状態での基板の表面形状は段差等が大きく、その間を樹脂で覆うため上記した外形の凹凸はさらに拡大されてしまう。
【０００７】
放熱性を上げるためには、外装樹脂に金属板を密着させなければならないが、上述したように外装樹脂形状に凹凸が発生しやすいため、単純に金属板を密着させたのでは隙間が多く接触面積が大きく取れないため放熱性はさほど向上しない。これを回避するために、金属板との隙間にシリコン樹脂などのグリスを注入する方法もあるが、微細な隙間に全て樹脂を回り込ませることは困難である。
【０００８】
また、上記の放熱の問題以外に半導体チップから発生する輻射雑音や外来雑音の影響も問題である。
【０００９】
図５は従来技術における樹脂封止型半導体装置の断面図であり、図６はその透過斜視図である（例えば特許文献１参照）。
【００１０】
図５、図６において、回路基板２１には樹脂封止された半導体素子２２および受動素子２３が実装され、そして回路基板２１の端子取付部にはリード端子２４が接続されている。回路基板２１は金属ケース２５で覆われ、そして回路基板２１の両端に設けたアースパターン２１ａと金属ケース２５がはんだで接続されている。また、半導体素子２２の外装樹脂と金属ケース２５との間には金属板２６が挿入され、樹脂面と金属ケース２５のそれぞれに密着している。また、半導体素子２２の封止樹脂と金属板２６とは熱伝導性のよい樹脂２７で接着されている。さらに、金属ケース２５の金属板２６上の部分には、金属板２６より小さな穴２５ａをあけ、金属ケース２５の穴２５ａと金属板２６は、はんだ２８により接続されている。
【００１１】
この従来例によれば、半導体素子２２の封止樹脂と金属ケース２５との間に金属板２６を挿入することにより、半導体素子２２より発生される熱が、金属板２６から金属ケース２５へ伝わり、金属ケース２５外の空気中へ放熱される。また金属ケース２５により外来雑音をシールドでき、金属板２６によって半導体素子２２から発生する輻射雑音も抑制できる。このようにして、シールド効果を保ちつつ、半導体素子２２の温度を使用温度範囲以下に抑えることが可能となる。
【特許文献１】特開平６−９７６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来技術では、金属ケース２５と、金属板２６とをはんだで接着させる必要であり、また樹脂２７と金属板２６に接着剤が必要であり、形成方法が容易でない。さらに樹脂２７の形成方法も面接続できるよう配慮しなければ効果を発揮できないため、樹脂２７の形状と半導体素子２２の形状も制限される。
【００１３】
本発明は、上記問題点を解決し、平坦でない形状を有する外装樹脂で覆われた半導体装置においても放熱性を向上させることができ、かつシールド特性も良好な樹脂封止型半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の樹脂封止型半導体装置は、半導体素子および受動部品等が基板上に実装され、前記半導体素子および受動部品等を含む前記基板を樹脂で覆った樹脂型半導体装置であって、前記樹脂で覆われた前記基板のうち前記基板から延びるリード端子の近傍を除く部分が、開口部を有する金属板によってさらに覆われており、前記金属板の内壁部は高弾性かつ高熱伝導性を有する樹脂で覆われていることを特徴とする。
【００１５】
前記金属板において、前記開口部は外側に折り曲げられており、前記折り曲げ部分は、前記樹脂型半導体装置をボードに実装するときの支持部であることが好ましい。
【００１６】
前記折り曲げ部分の底部とボードのグランドとをはんだ材で接着して接地することが好ましい。
【００１７】
前記金属板の外壁に黒色に染色された金属めっきが施されていることがさらに好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、回路実装基板を封止する樹脂と、放熱板となる金属板との密着性を上げるために、柔軟に形状を変えられる高弾性高熱伝導性樹脂を内壁に備えた金属板で取り囲むように配置することにより、半導体素子から発した熱を効率よく放熱できるとともに、金属板をボードのグランドに接地することによりシールド効果も備えた半導体回路装置を容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施の形態における樹脂封止型半導体装置の平面図、図２はその側面図、図３は図１におけるＡ−Ａ’部での断面図、図４は透過斜視図である。
【００２１】
本実施の形態における樹脂封止型半導体装置１は、以下のように構成されている。
【００２２】
厚さ約６００μｍのアルミナ９６％素材のガラスエポキシ基板１０上には、基板内部の銅板上に厚さ約１５μｍのレジスト層５を形成して選択的に電気配線を施している。厚さ約５００μｍの半導体ベアチップ６、チップコンデンサやチップ抵抗などの表面実装部品８を基板上の所定の配線パターン上に銀ペーストやはんだで接着し、また、半導体ベアチップ６と基板１０とを直径２８μｍの金ワイヤー７で電気的に結合する。
【００２３】
設計上、発熱が大きい箇所にはあらかじめ基板の表面から裏面まで貫通する０．３ｍｍ径のスルーホール１１を設けておく。さらには耐湿性や放熱性などを向上するために半導体ベアチップ６を保護するエポキシ樹脂９、基板１０をボード（図示せず）に接続するためのリード端子１３、これらの部品を含む基板上に絶縁保護用の外装樹脂１２が設けられている。
【００２４】
また、外装樹脂１２の周りを囲むように開口部を有するアルミ板２が設けられており、開口部を通してリード端子１３が外部に延びている。さらにアルミ板２は開口部において外側に曲げられた形状となっている。このような形状は成型プレス等の簡便な方法で加工することができる。
【００２５】
アルミ板２の内壁部には高弾性かつ高熱伝導性を有する樹脂４が被着されており、外装樹脂１２で囲むように封止されたエポキシ基板１０を開口部から挿入するとアルミ板２と外装樹脂１２との間を樹脂４が埋めるようになっている。さらにアルミ板２の外壁部は黒色に金属めっき３が施されている。金属めっき３の厚みは数十μｍ程度である。この金属めっきを施すことにより金属部分の体積を増加させ、熱伝導性を上げて放熱性を向上させることができる。
【００２６】
また、図２に示すように、アルミ板２は、その土台部（図２におけるＢ−Ｂ’部）が折り曲げて形成されており、その下部にはんだめっき１４がなされている。このような構造にすることで、樹脂封止型半導体装置１をボードに実装する際に転倒しないようすることが可能となる。
【００２７】
また、樹脂封止型半導体装置１をボードに実装する際、アルミ板２の底部をボードのグランドに接地配線できるようにはんだペーストを形成しておき、ボードに実装するその他の部品と同時に、はんだリフロー工程で接着する。その後リード端子１３とボードとをはんだフロー工程もしくははんだごてを用いて電気的結合させる。
【００２８】
以上、本実施の形態によれば、樹脂で固めた回路実装基板に放熱板となるアルミ板を取り付ける際、アルミ板の内壁部に高弾性で高熱伝導性の樹脂を設けておくことにより、アルミ板と実装基板との熱的接触が良好に保たれ放熱性が格段に向上する。
【００２９】
また、リード端子近傍を除いて回路実装基板をアルミ板で取り囲む構造になっているため、シールド効果が高く、特にボードのグランドにアルミ板の底部を接地するように実装する構成を採ることにより、完全なシールドが達成でき雑音が大幅に低減する。
【００３０】
また本実施の形態において、樹脂封止型半導体装置１をボードに実装する際に、半導体装置をボード上で自立する状態に保つことができるため、表面実装部品と同様に機械による自動実装が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の樹脂封止型半導体装置は、外装樹脂形状が製造上定まらない製品でも放熱性と輻射及び外来雑音をシールドできる効果を有し、スイッチング電源回路に用いられるＡＣ−ＤＣコンバータなどに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態における樹脂封止型半導体装置の平面図
【図２】本発明の実施の形態における樹脂封止型半導体装置の側面図
【図３】図１におけるＡ−Ａ’部での断面図
【図４】本発明の実施の形態における半樹脂封止型半導体装置の透過斜視図
【図５】従来技術における樹脂封止型半導体装置の断面図
【図６】従来技術における樹脂封止型半導体装置の透過斜視図
【符号の説明】
【００３３】
１  樹脂封止型半導体装置
２  アルミ板
３  金属めっき
４  高弾性、高熱伝導性樹脂
５  レジスト層
６  半導体ベアチップ
７  金ワイヤー
８  表面実装部品
９  エポキシ樹脂
１０  ガラスエポキシ基板
１１  スルーホール
１２  外装樹脂
１３  リード端子
１４  はんだめっき
２１  回路基板
２１ａ  アースパターン
２２  半導体素子
２３  受動素子
２４  リード端子
２５  金属ケース
２５ａ  穴
２６  金属板
２７  樹脂
２８  はんだ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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